烟草毛状根诱导及其茄尼醇含量初探

茄尼醇是合成泛醌类药物的重要中间体。以发根农杆菌(Agrobacterium rhizogenes)W.T15834感染烟草叶片诱导产生毛状根, 探讨其茄尼醇含量变化。结果显示, 获得的毛状根能在无外源生长调节剂的MS固体和液体培养基上自主生长, 但在液体培养基中培养的毛状根生长更迅速, 也不会形成愈伤组织。甘露碱检测及PCR结果证实, 发根农杆菌Ri质粒的rolB基因已在烟草(Nicotiana tabacum)毛状根基因组中整合并得到表达。用改进的HPLC法测定烟草毛状根中的茄尼醇含量, 其结果为对照根(种子萌发产生的幼苗根)的1.12倍, 但仍比废弃烟叶中茄尼醇含量低43.2％。     

烟草毛状根诱导及其茄尼醇含量初探

茄尼醇是合成泛醌类药物的重要中间体.以发根农杆菌（Agrobacterium rhizogenes）W.T15834感染烟草叶片诱导产生毛状根,探讨其茄尼醇含量变化.结果显示,获得的毛状根能在无外源生长调节剂的MS固体和液体培养基上自主生长,但在液体培养基中培养的毛状根生长更迅速,也不会形成愈伤组织.甘露碱检测及PCR结果证实,发根农杆菌Ri质粒的rolB基因已在烟草（Nicotiana tabacum）毛状根基因组中整合并得到表达.用改进的HPLC法测定烟草毛状根中的茄尼醇含量,其结果为对照根（种子萌发产生的幼苗根）的1.12倍,但仍比废弃烟叶中茄尼醇含量低43.2%.     

滇黄芩毛状根的诱导及其黄芩苷含量测定

本文利用发根农杆菌A grobacterizum rhizogenes1.2556感染滇黄芩再生苗的茎段和叶片,建立了毛状根培养及其植株再生体系。毛状根可直接从受伤的茎、叶外植体表面产生,在无外源激素的MS固体和液体培养基上自主生长,表现出典型的发根特征。毛状根茎段的诱导率较叶片高,最高可达到14.44%;经rolB基因PCR分析和甘露碱纸电泳检测,证明Ri质粒T-DNA已整合到滇黄芩基因组中并表达;毛状根在附加6-BA2mg/L和NAA0.2mg/L的MS固体培养基上直接诱导不定芽,并在MS培养基上生根,形成再生植株。获得的毛状根系经MS液体培养基培养30d后通过HPLC都能检测到黄芩苷,其中1个转化系黄芩苷含量为2.59%,是药材黄芩的0.20倍,而从3年单位时间黄芩苷生成量计算,毛状根是药材黄芩的7.18倍。本研究建立的毛状根培养体系,将对滇黄芩转基因技术的完善和利用毛状根生产黄芩苷的生物转化提供了实验基础。     

植物毛状根的培养及其化学进展：1.植物毛状根的诱导形成？…

本文综述了发根农杆菌诱导植物毛状根的方法及其分子机制。对毛状根的鉴定技术进行了介绍。诱导出毛状根的植物主要集中在双子叶植物,对单子叶植物毛状根诱导的可能性进行了讨论。由于毛状根的激素自主性、稳定性和高产性,这一技术为植物有用成分的大量生产提供了新的途径。     

北玄参毛状根诱导及其植株再生

利用发根农杆菌A4和R1601感染北玄参(Scrophularia buergeriana)叶片外植体,诱导产生毛状根,产生的毛状根可在无激素的液体和固体MS培养基上快速生长。rol B基因的PCR检测表明,Ri质粒中的T-DNA片段整合到了北玄参毛状根的基因组中。毛状根在附加0.5 mg·L–1 6-BA及0.1 mg·L–1 NAA的MS固体培养基上形成绿色愈伤组织,之后形成不定芽,并获得再生植株;毛状根在附加0.5 mg·L–1 6-BA及0.02 mg·L–1 NAA的MS固体培养基上培养约15–20天可直接形成不定芽,且不定芽的诱导率达85%。     

木豆毛状根的诱导及其培养条件的研究

利用发根农杆菌LBA9402对木豆叶片直接进行诱导产生毛状根。本实验研究出诱导木豆毛状根的最佳条件是,以木豆叶片为外植体,于1/2MS固体培养基上预培养2~4 d,菌液浓度OD₆₀₀=0.6~0.8,浸染20 min,共培养3 d,诱导率为60.00%。在分子水平用PCR检测表明,发根农杆菌9402Ri质粒上的T-DNA成功整合进木豆毛状根的基因组中。     

香石竹毛状根诱导、离体培养及其植株再生

为了探讨利用发根农杆菌遗传转化所产生的毛状根来创新香石竹种质的可能性,本文采用叶盘法,建立了发根农杆菌Agrobacterium rhizogenes对香石竹Dianthus caryophyllus L.叶片外植体的遗传转化及其植株再生体系。结果表明,发根农杆菌ATCC15834感染香石竹幼嫩叶片外植体12 d后,从叶片外植体切口中脉处产生白色毛状根,21 d后约90%的叶片外植体产生毛状根。所获得的无菌毛状根能在无外源激素的MS固体和液体培养基中快速自主生长。PCR扩增和硅胶薄层层析结果显示发根农杆菌Ri质粒的rol B和rol C基因以及冠瘿碱合成酶基因已在香石竹毛状根基因组中整合并得到表达。将毛状根置于MS+6-BA 1.0-3.0 mg/L+NAA 0.1-0.2 mg/L中培养15 d后产生淡黄绿色的疏松愈伤组织。愈伤组织不定芽分化的最适培养基为MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.02 mg/L,培养6周后不定芽分化率为100%;平均每个愈伤组织产生30-40个不定芽;将不定芽转至1/2 MS或1/2 MS+0.5 mg/L NAA的培养基中10 d后产生不定根,发育成再生植株。再生植株移植于栽培基质中20 d后,成活率达95%以上。     

发根农杆菌诱导桑树毛状根体系的建立

应用发根农杆菌ACCC10060,以直接接种和共培养2种方法侵染桑树10 d龄子叶,并将2种处理的外植体分别接种于MS+AS(乙酰丁香酮,100 μmol/L)的平板,暗培养2 d后转接至MS+CS(头孢霉素,200 mg/L)平板培养3周,每3 d转接1次以除去其中所含的发根农杆菌菌体,结果2种侵染方法均成功诱导桑树产生毛状根,诱导效率分别为14%和17%.在无激素MS培养基上离体培养除菌后的毛状根,呈现旺盛的生长态势和典型的发状根结构特点.CTAB法提取毛状根基因组并进行PCR检测,结果扩增出了423 bp的rolB基因片段,表明Ri质粒的T-DNA已经成功整合到桑树的基因组中.     

新疆雪莲毛状根的诱导及其植株再生体系的建立

利用发根农杆菌R1601、R1000、LBA9402感染新疆雪莲的叶片、叶柄和根段外植体,诱导产生毛状根。毛状根接种量为2.8 g/L(FW)时,20d生长量可达66.7 g/L,黄酮含量达到干重的10.23%。冠瘿碱的检测和rolB基因的PCR分析表明,Ri质粒中的T_DNA片段已经整合到毛状根细胞的基因组中。预培养时间、外植体类型以及发根农杆菌的菌株属性对毛状根诱导有着重要的影响。其中预培养2 d的新疆雪莲根段外植体,经过R1601感染后,毛状根的诱导率可达100%。诱导产生的毛状根在附加生长素的液体培养基中,有少量愈伤组织产生。由毛状根再生的植株与雪莲外植体再生的植株在形态上无明显区别,但前者的黄酮含量仅为后者的53%。     

商陆毛状根的诱导、培养及其皂甙的产生

发根农杆菌（Agrobacterium rhizogenes）R1601 感染商陆叶片外植体1周后,在其切口处产生毛状根,20d后产生毛状根的外植体比例达70%;毛状根可直接从叶片外植体叶脉处或从叶脉处产生的愈伤组织上产生。毛状根能在无激素的 MS培养基上自主生长,其呼吸速率比对照根提高85.6%。冠瘿碱检测和PCR扩增结果表明,发根农杆菌RiTDNA的冠瘿碱合成酶基因及其Ri质粒的rol 基因均已在商陆毛状根基因组中得到表达。毛状根中总皂甙含量约为自然根的154倍,但其多糖含量则仅为非转化根的70%。     

喜树愈伤组织的诱导及诱导子对愈伤组织中喜树碱含量的影响

通过组织培养的方法分别对喜树营养器官进行愈伤组织的诱导和继代,筛选红色、黄色和褐色3个不同的细胞系;运用HPLC法测定各愈伤组织中喜树碱的含量,并在培养基中外加诱导子,分析其对愈伤组织中喜树碱含量的影响。结果表明,经幼叶所诱导的愈伤组织中喜树碱含量相对高于其它,红色和黄色的细胞系在不同的外植体中其喜树碱含量均高于褐色的细胞系。但从整体看来,愈伤组织中喜树碱的含量远远低于原植物中的含量。外加诱导子对愈伤组织中喜树碱的含量有影响,浓度为0.1 mg·L^-1,1 mg·L^-1的水杨酸和茉莉酸甲酯处理的愈伤组织中喜树碱含量提高,0.1 mg·L^-1的水杨酸对喜树碱的积累有明显的促进作用,茉莉酸甲酯的影响不大;浓度为3 mg·L^-1,5 mg·L^-1的水杨酸处理的愈伤组织中,喜树碱含量降低;3 mg·L^-1的茉莉酸甲酯处理的愈伤组织中,喜树碱含量降低,5 mg·L^-1处理的愈伤组织中未检测到喜树碱。     

喜树果中喜树碱和10-羟基喜树碱的匀浆提取工艺

以喜树果为原料,对匀浆法提取喜树碱和10-羟基喜树碱的工艺进行了研究,确定了最佳的工艺条件：提取溶剂为体积分数55％的乙醇,匀浆时间为8min,料液比为1：15（g／mL）。在此工艺条件下,喜树碱和10-羟基喜树碱的提取率分别为0．801‰和0．546‰。将该法与超声提取、回流提取、常温冷浸提取、水浴振荡提取进行了比较,结果表明,匀浆提取具有得率高、省时间等方面的优势,是一种高效提取喜树碱和10．羟基喜树碱的方法。     

喜树碱和10-羟基喜树碱受喜树生长发育调控的不同特点

为了揭示喜树碱(camptothecin, CPT)和10-羟基喜树碱(10-hydroxycamptothecin, HCPT)在喜树(Camptotheca acuminata Decaisne)体内代谢的生理调控机制及这两种类似物之间的关系和作用,运用高效液相色谱技术对种子形成、成熟、萌发和幼苗生长过程中喜树碱和10-羟基喜树碱的代谢动态进行了全面的研究.结果表明,喜树碱相对稳定地存在于成熟和幼嫩的组织中;10-羟基喜树碱特异性地积累在乳熟期的种子、种芽的子叶、幼嫩的真叶等幼嫩组织中,随着组织的进一步发育和成熟,其含量快速减少,成熟组织中积累极少,并且这两种生物碱的代谢在时间和数量上都呈现出相互消长的特点,由此推断,这两种生物碱不同程度地受生长发育调控的特点可能与喜树的化学防御策略密切相关,并且,它们之间可以相互转化以充分利用有限的氮素资源.     

伤害及诱导子对喜树幼苗中喜树碱含量的影响

通过伤害处理和外施诱导子——水杨酸(SA)、茉莉酸甲酯(MeJa)和乙烯利(Ethrel)以及伤害和诱导子复合处理,研究不同处理对喜树中喜树碱(camptothein,CPT)含量的影响。结果表明:(1)4种单独诱导处理均能在一定程度上增强喜树碱的合成,其中水杨酸处理和机械伤害诱导效果最明显,较对照组的喜树碱含量分别提高了47.7%和27.2%,而机械伤害和诱导子复合处理均产生拮抗作用,喜树碱含量降低;(2)诱导作用受诱导剂浓度的影响,SA、MeJa和Ethrel的适宜质量浓度分别为50~100 mg.L-1、5~10 mg.L-1和5~10 mg.L-1。     

喜树碱和10—羟基喜树碱受喜树生长发育调控的不同特点

为了揭示喜树碱（camptothecin,CPT)和10-羟基喜树碱（10-hydroxycamptothecin,HCPT)在喜树（Camptotheca acuminata Decaisne)体内代谢的生理调控机制及这两种类似物之间的关系和作用。运用高效液相色谱技术对种子形成,成熟,萌发和幼苗生长过程中喜树三和10-羟基喜树碱的代谢动态进行了全面的研究。结果表明,喜树碱相对稳定地存在于成熟的幼嫩的组织中;10-羟基喜树碱特异性地积累在乳熟期的种子,种芽的子叶,幼嫩的真叶等幼嫩组织中,随着组织的进一步发育和成熟,其含量快速减少,成熟组织中积累极少,并且这两种生物碱的代谢在时间和数量上都呈现出相互消长的特点,由此推断,这两种生物碱不同程度地受生长发育调控的特点可能与喜树的化学防御策略密切相关。并且,它们之间可以相互转化以充分利用有限的氮素资源。     

喜树幼苗中喜树碱和10-羟基喜树碱对热激的响应特点和意义

植物在长期的生态环境适应过程中,产生了包括生物碱在内的大量次生代谢物。本文以我国特有树种——喜树(Camptotheca acuminata Decaisne)为材料,研究其不同器官中喜树碱(camptothecin,CPT)和10-羟基喜树碱(10-hydroxycamptothecin,HCPT)在不同热激温度和时间情况下的含量变化。CPT和HCPT变化呈现出较好的相互消长关系,并且分别在38℃和40℃达到各自的峰值,比以丙二醛和叶绿素为指标的致死温度低了2-4℃：HCPT在热激过程中的变化较CPT活跃;极易受到攻击和伤害的嫩叶中的生物碱含量变化最大。由此推断,CPT和HCPT遵循“幼嫩和生殖器官优先保护”的原则,从而有效地缓解了高温胁迫,并且HCPT和CPT代表了不同的防御策略。     

喜树幼苗中喜树碱和10-羟基喜树碱对热激的响应特点和意义

植物在长期的生态环境适应过程中,产生了包括生物碱在内的大量次生代谢物.本文以我国特有树种--喜树(Camptotheca acuminata Decaisne)为材料,研究其不同器官中喜树碱(camptothecin,CPT)和10-羟基喜树碱(10-hydroxycamptothecin,HCPT)在不同热激温度和时间情况下的含量变化.CPT和HCPT变化呈现出较好的相互消长关系,并且分别在38℃和40℃达到各自的峰值,比以丙二醛和叶绿素为指标的致死温度低了2~4℃;HCPT在热激过程中的变化较CPT活跃;极易受到攻击和伤害的嫩叶中的生物碱含量变化最大.由此推断,CPT和HCPT遵循"幼嫩和生殖器官优先保护"的原则,从而有效地缓解了高温胁迫,并且HCPT和CPT代表了不同的防御策略.     

田间栽培喜树不同品系枝叶喜树碱产量动态分析

采用高效液相色谱法和生物量法,以四川种源的普通喜树为对照,对生长季内喜树新品系海喜1号不同冠层枝叶喜树碱产量进行了测定。结果表明：由于海喜1号枝叶喜树碱含量、生物量均高于普通喜树,其产量更加显著地高于普通喜树;虽然海喜1号幼嫩的上层枝叶喜树碱含量高于中层和下层,但由于生物量偏低,产量明显低于中下层枝叶;虽然基于喜树碱含量较高（即优质为目标时）,采收期应确定为6月份,但为了达到持续产量,在6月份可采收上层枝叶,7~10月以适度透光为方法连续采收中下部枝叶,11月份,即生长季末采收冠层下部全部1/3枝叶。     

喜树幼枝的喜树碱积累及其组织内定位

对喜树幼枝发育过程中各组织结构变化的观察和喜树碱含量的分析,以及荧光显微技术对喜树碱的定位研究,结果表明,幼茎和幼叶表面的单细胞腺毛和幼茎及幼叶内部由1～2层细胞包围而成的分泌道是喜树碱的主要积累部位.